Информационная система сервисного обслуживания технологических машин Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

---------------------------------------- © А.Т. Гурьев, А.А. К азн in,

2009

УДК 65.012.45:62-7

А. Т. Гурьев, А.А. Казнин

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА СЕРВИСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН

Рассмотрены вопросы информационной поддержки сервисного обслуживания технологических машин на примере лесных машин. Предлагается распределенная информационная система пунктов технического обслуживания и ремонта машин на основе технологии Microsoft .NET Framework.

Ключевые слова: технологические машины, системы технического обслуживания и ремонта, распределенная база данных, мультиагентная распределенная система.

Современные технологические машины являются сложными техническими устройствами, состоящими из ряда систем, агрегатов и узлов. В процессе их эксплуатации происходят изменения связанные с износом, коррозией, накоплением усталости и деформации, приводящие к изменению технического состояния машин. Поддержание машин в работоспособном состоянии в течение длительной эксплуатации является основной задачей системы технического обслуживания и ремонта (ТОиР).

Рассмотрим систему ТОиР на примере технологических машин лесного комплекса. Одним из предприятий-производи-телей лесных машин является Соломбальский машиностроительный завод (СМЗ) - производитель гидроманипуляторов (СФ65С и его модификации). География поставок продукции СМЗ достаточно обширна: охватывает практически все регионы России. Одна из отличительных особенностей СМЗ, выделяющая его среди всех производителей лесозаготовительной техники, это система сервисного обслуживания. Пункты ТОиР размещены в основных лесозаготовительных регионах страны (Петрозаводск, Вологда, Хабаровск, Тюмень, Новосибирск, Кострома и др., всего 26 пунктов ТОиР). Однако при организации работы пунктов ТОиР возникают проблемы, связанные с своевременной доставкой от предприятия-производителя деталей, узлов и агрегатов, что приводит к простою. Эта проблема возникает из-за длительного процесса заказа запасных частей.

Структуру системы ТОиР можно представить графом G = (Р, C), где вершины Р,Р- е Р соответствуют пунктам технического обслуживания, а дуги Сг(-) е С - транспортным связям;

для описания двухсторонних связей используются ребра графа. Если используются различные виды транспорта для связи между пунктами ТОиР, то применяются полихроматические мультиграфы [1,2].

ПMG = (MG, F^), ШР, ШС) , (1)

где MG - мультиграф, F (G) - унитарная раскраска полихроматического мультиграфа ПMG в целом, ПSP - полихроматическое множество вершин ПMG , ПSC - полихроматическое множество ребер (дуг) ПMG .

В узлах (вершинах) мультиграфа выполняются операции технического обслуживания и ремонта. Если связи являются ориентированными, то мультиграф MG описывается четверкой компонентов

MG = (Р, С,[ Р ~х С + ],[ Р + х С - ]), (2)

где [Р- х С+ ] =|| сг+(?) || - булева матрица инцидентности начальных вершин Р ^ Р и исходящих из них дуг С^9) е С+ ^ С , [Р+ х С ] =|| с?(г) || - булева матрица инцидентности конечных вершин Р+ ^ Р и заходящих в них дуг С-^ е С - ^ С .

В полихроматическом мультиграфе ПMG мультиграф (2) является бесцветным каркасом.

Возможности системы ТоиР по выполнению приписываемых работ описываются множеством свойств F(Р{) :

F (Р) е F|

1, еслисвойство FJ (А) изделия может быть реализовано в Р (3)

0 - в противном случае

Унитарные цвета в раскраске F(Pi) вершин полихроматического мультиграфа (1) - элементов множества nSP характеризуют производственные возможности пунктов ТОиР, а цвета в раскраске F(C) ребер (дуг) - элементов множества nSC - характеризуют технико-экономические показатели транспортировки гидроманипуляторов разными видами транспорта.

Унитарная раскраска nMG -графа, в целом, описывается логическим уравнением вида:

F (Gp ) = RL (F (P), F (C)) (4)

Полихроматические множества nSP и nSC , которые моделируют свойства пунктов ТОиР, а также связи между ними, можно представить дизьюнктивными jjs -множест-вами:

П8Р = (P, F (P),[P х F (P)]) (5)

nSC = (C, F (C),[C х F (C)]) (6)

С точки зрения информационной поддержки сети пунктов ТОиР лесных машин целесообразно использовать распределенную базу данных (БД), информация в которой будет обрабатываться программами-агентами [3]. Предлагается экспериментальная информационная система ТОиР лесных машин СМЗ. Система представляет трехзвенную модель, позволяющую добиваться реального распределения ресурсов (рис. 1).

В модели выделяются три компонента: компонент интерфейса с пользователем, компонент управления БД, и промежуточный слой (middleware).

Компонент управления данными - СУБД (Microsoft SQL Server). Компонент интерфейса с пользователем - программа, в которой работает клиент (пункт ТОиР). Для создания клиентских приложений, способных работать в распределенной среде, используется технология ADO.NET. Промежуточный слой - набор Web-сервисов, являющийся основой интеграции приложений. Web-сервисы позволяют приложениям, написанным на

СГ ^5 СГ

ПУНКТ ПУНКТ ПУНКТ

ТОиР1 ТОиР2 ТОиРп

X

КЛИЕНТ 1

КЛИЕНТ 5

Рис. 1. Структура распределенной информационной системы ТОиР лесных машин

разных языках и работающим на разных платформах, обмениваться данными. При работе Web-сервисов используется технология ASP.NET, которая, как и ADO.NET, является частью Microsoft .NET Framework [4].

Распределенная БД включает фрагменты из нескольких БД расположенных у предприятия-производителя и у пунктов ТОиР.

Можно выделить 2 типа БД, отличающихся по составу таблиц:

1. БД предприятия-производителя.

2. БД пункта ТОиР.

БД ПРОИЗВОДИТЕЛЯ

Для обработки информации в БД, применяется технология программ-агентов. Использование программ-агентов значительно сокращает время на сбор, анализ и обработку информации, а также позволяет принимать разумные решения на основе правил эксплуатации, технического обслуживания и др.

В мультиагентной распределенной системе ТОиР используются следующие типы агентов:

1. Агенты «А», предназначены для работы с информацией о деталях, узлах и агрегатах. Они проводят сбор информации о деталях, узлах и агрегатах и времени их доставки. Они позволяют заказать товар, как у предприятия-поставщика, так и у ближайших

технических сервисов. На рис. 2 представлена схема работы агента А.

ПУНКТ ТОиР 2

Рис 3. Концептуальная модель мультиагентной системы

2. Агенты «Т», предназначены для работы с информацией о техническом обслуживании. Сюда входят все виды ТО: СО, ЕС, ТО-1, ТО-2, ТО-3. Они отслеживают и планируют работы, связанные с ТО. Агенты «Т» проводят сбор информации об условиях эксплуатации, вырабатывают необходимые правила и требования к проведению ТО.

3. Агенты «Р», обрабатывают информацию по ремонту узлов, деталей и агрегатов. Они отслеживают и планируют работы, связанные с ремонтом.

Рис. 4. Иерархическая структура агентов

На рис. 3 представлена схема работы агентов А, Т, Р, К.

В мультиагентной распределенной системе реализована строго определенная иерархическая структура агентов (рис. 4).

Разработанная сеть технических сервисов во главе с пред-приятием-производителем объединены в одном распределенном информационном пространстве, что позволит повысить эффективность работы технических сервисов.

Экспериментальная система ТОиР лесных машин реализована для условий предприятия лесного машиностроения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Павлов В.В., Чжан Хайянь. О структурном моделировании материальных потоков в производстве сложных изделий // Информационные техологии. № 12, 2006. С. 13-17.

2. Павлов В.В., Гурьев А.Т., Деменкова Е.А. Моделирование процессов технологических машин лесопромышленного комплекса // Научно-технические ведомости СПбГПУ. № 4, 2008. С. 141-146.

3. Цимбал А.А., Аншина М.Л. Технология создания распределенных систем. - СПб.: Питер, 2003. - 576 с

4. Microsoft Corporation. Разработка Web-сервисов XML и серверных компонентов на Microsoft Visual Basic .NET и Microsoft Visual C# .NET. Учебный курс MCAD/NCSD/ Пер. с англ. Соловченко А.Е. - М.: Русская Редакция, 2004. - 576 с.

Gur’ev A. T., Kaznin A.A.

INFORMATION SYSTEM SUPPORT OF TECHNOLOGICAL MACHINES

There are considered questions about information support of technological machines, timber cars are taken as an example. Distributed information system of maintenance centers and repair of cars on the base of Microsoft technology. NET Framework. Processing of information in distributed environment is based on multi agent system.

Key words: technological machines, systems of the technological services and repair works, distributed data base, multiagent distributed base.

Коротко об авторах

Гурьев А. Т. - директор Института информационных технологий Архангельского государственного технического университета, заведующий кафедрой информационных технологий Архангельского государственного университета, кандидат технических наук, доцент.

Казнин А.А. - ассистент кафедры информационных технологий Архангельского государственного технического университета.